氧腐蝕對鍋爐危害及其防護(hù)對策探討

摘要:鍋爐在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用，由于循環(huán)水量大，帶入流解氧也多，因此，熱水鍋爐的氧腐蝕尤為突出，分析了氧腐蝕對鍋爐產(chǎn)生的危害和氧腐蝕的原理，并提出了防護(hù)措施。

關(guān)鍵詞:氧腐蝕;鍋爐;危害;防護(hù)

中圖分類號:TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)15-0349-01

1 氧腐蝕對鍋爐產(chǎn)生的危害

工業(yè)鍋爐、電廠鍋爐和廢熱鍋爐等熱力設(shè)備的工質(zhì)是水和汽，鍋爐給水系統(tǒng)的腐蝕是鍋爐發(fā)生事故、造成經(jīng)濟(jì)損失的主要原因，腐蝕所引起的設(shè)備或部件損壞、檢修時間和勞動力、裝置停產(chǎn)，甚至發(fā)生嚴(yán)重的安全事故所帶來的損失是巨大的。給水中的溶解氧通常是造成熱力設(shè)備腐蝕的主要原因，鍋爐給水中溶解氧分別以化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、氧差腐蝕等形式對鍋爐本體、給水管網(wǎng)及其部位造成不同的腐蝕，非凡是在疏松的污垢下、水渣沉積處、縫隙處及應(yīng)力不平穩(wěn)處輕易發(fā)生腐蝕，造成潰瘍穿孔等，對金屬強(qiáng)度損壞十分嚴(yán)重，是影響鍋爐安全及壽命的重要因素;它可以導(dǎo)致在運(yùn)行期間和停用期間的氧腐蝕，為防止和減輕鍋爐運(yùn)行期間的氧腐蝕，必須對鍋爐給水進(jìn)行除氧。

2 氧腐蝕的機(jī)理和特征

按機(jī)理，腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩大類。一般化學(xué)腐蝕無電流產(chǎn)生，而電化學(xué)腐蝕伴有電流的產(chǎn)生。對鍋爐受壓元件來說，水側(cè)以電化學(xué)腐蝕為主，火側(cè)(或煙氣側(cè))以化學(xué)腐蝕為主。氧腐蝕實(shí)際上是一種電化學(xué)腐蝕，其機(jī)理為:由于鍋水是一種有極性的電解質(zhì)，在水的極性分子的吸引下，鋼材表面的一部分鐵原子，開始移入爐水而成為帶正電的鐵離子，而鋼材上保留多余的電子帶負(fù)電荷。若鐵離子不斷進(jìn)入鍋水，則使鋼板(管)上逐漸出現(xiàn)坑洞，產(chǎn)生了腐蝕。鍋水中的溶解氧具有去極化作用，會使這一過程加劇。而去極化作用的強(qiáng)弱與含氧量多少有關(guān)，也就是說溶解氧的含量多少決定著腐蝕的強(qiáng)弱，且兩者成線性正比關(guān)系。因此，鍋爐水中的溶解氧必須達(dá)到國家規(guī)定的鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，盡可能地降低給水中溶解氧的含量，鍋爐壓力越高，所需要的規(guī)定值越低。

3 氧腐蝕的防護(hù)措施

3.1 機(jī)械除氧

主要是加裝除氧器，使用海綿鐵除氧，這是進(jìn)入20世紀(jì)90年代后在鋼屑除氧的基礎(chǔ)上研制的技術(shù)，也采用過濾式，用堆比重比較輕的海棉狀還原鐵粉為除氧劑，當(dāng)含氧水通過濾層時發(fā)生以下反應(yīng):

2Fe+2+2H2O+O2→2Fe(OH)2

Fe(OH)2吸附在海綿鐵粒上，但它在含氧水中是不穩(wěn)定的，它將被氧化成三價鐵的化合物:2Fe(OH)2+H2O+1/2O2→2Fe(OH)3。

Fe(OH)3呈現(xiàn)為黃綠色類絮狀物，可用反洗方法沖走，在濾層深處，由于水中氧的濃度已經(jīng)很低，因此必然存在與Fe(OH)2沉淀保持平衡關(guān)系的少量的Fe2+，它很容易被Na型樹脂吸收，所以出水再經(jīng)Na型強(qiáng)酸性陽樹脂層時便可除去，交換反應(yīng)為:

Fe2++2NaR→FeR2+2Na+。

這種方法常溫下即可除氧，體積小投資小，除氧效果較穩(wěn)定，因此在很多熱水鍋爐系統(tǒng)中得到應(yīng)用，問題是缺少技術(shù)的統(tǒng)一性。

3.2 真空除氧

除氧器在低于大氣壓力下進(jìn)行工作，利用壓力降低水的沸點(diǎn)也除低的特性，水處于沸騰狀態(tài)而使水中的溶解氧析出。在20t/h以上的鍋爐由于出水溫度低于蒸汽鍋爐的進(jìn)水要求而很少采用真空除氧，在要求低溫除氧時則比熱力除氧有著明顯的優(yōu)勢，但大部分熱力除氧的缺點(diǎn)仍存在，并且對噴射泵、加壓泵等要害設(shè)備的要求較高。

3.3 解吸除氧

解吸除氧是將含有溶解氧的水和不含氧的氣體強(qiáng)烈混合使水中溶解氧擴(kuò)散到氣體中，從而達(dá)到除氧的目的。解吸除氧器在常溫下即可安裝，不需預(yù)熱設(shè)備，有設(shè)備簡單、投資少和運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但是安裝條件較嚴(yán)。

3.4 新型除氧劑

從健康和安全考慮，國外開發(fā)了一些新型除氧劑。新型除氧劑具有除氧程度高、速度快、低毒或無毒、適用范圍廣、使用方便、成本適宜等特點(diǎn)。目前國外常用的除氧藥劑品種有:羥胺、碳酞肼、對苯二酚、二羥基丙酮、異抗壞血酸、氨基胍化合物等，有些藥劑目前已被國內(nèi)一些廠家使用，效果較為理想。國內(nèi)對新型除氧劑的研究開發(fā)應(yīng)用日益受到科研單位、生產(chǎn)廠家和使用單位的重視和關(guān)注，一些藥劑的生產(chǎn)和使用，已與發(fā)達(dá)國家基本同步。

3.5 其他

為了使鍋爐不出現(xiàn)或減輕氧腐蝕，除以上方法外，對低壓鍋爐來說，主要是從以下幾個方面來加以消除和抑制氧腐蝕:

(1)鍋爐安裝或酸洗后必須進(jìn)行煮爐，否則就會給氧腐蝕造成可乘之機(jī);

(2)鍋爐運(yùn)行中，要確保爐水的pH值，使之在10-12范圍內(nèi)，同時提高給水的pH值;

(3)鍋爐停運(yùn)期間，鍋筒與聯(lián)箱的水要全部放盡，采用干燥劑，如生石灰置于盤中懸在鍋筒內(nèi)，并注意檢查更換，以保證鍋筒內(nèi)壁干燥，同時各個閥門必須關(guān)嚴(yán)，以防漏入空氣，不給氧腐蝕創(chuàng)造條件;

(4)短期鍋爐保養(yǎng)可采用過量的亞硫酸鈉溶液注滿爐內(nèi)。

參考文獻(xiàn)

[1]王霞，魏紅霞.鍋爐的氧腐蝕及對策[J].河北化工，2007，(7).

[2]彭湘濱.鍋爐氧腐蝕的產(chǎn)生與除氧方法[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，2006，(11).